ბოლო დროს  მსოფლიოში, სოციალურ-მედიაში ბლოგებსა და  ახალი ამბების სხვადასხვა რესურსზე გამწვავდა კამათი მსოფლიოს სხვადასხვა ქვეყნებში  5G სიხშირის მქონე ინტერნეტის დანერგვასთან დაკავშირებით, ამას შეუწყო ხელი კორონავირუსის პანდემიამ და მრავალი სპეციალისტების და არასპეციალისტების, მეცნიერების, სხვადასხვა სფეროში მოღვაწე ადამიანების სათაკილო თემად იქცა. ჩვენს ქვეყანაშიც განსხვავებული არაფერი მომხდარა და ამ ტექნოლოგიას როგორც მომხრეები ასევე მოწინააღმდეგეები ყავს.

  კამათი ამ თემაზე მიმდინარეობს, მოყვანილია  ურთიერთსაწინააღმდეგო მრავალი   არგუმენტი და შეჯერებული პოზიცია არ არსებობს. ვეცადეთ მრავალი მასალის და ტექნიკური  დოკუმენტაციი ასევე სპეციალისტებთან კონსულტაციის შემდგომ გაგვერკვია არის თუ არა მავნებელი, საფრთხის შემცველი ამ ტექნოლოგიის დანერგვა, რა მიზნებს ემსახურება, შესაძლებელია თუ არა რაიმე დადებითი მოგვიტანოს ქვეყანას, საზოგადოებას.

ჩვენ ყოველდღიურად 5G-ზე გაცილებით მაღალი სიხშირის ტალღებს უხვად ვიღებთ ინფრაწითელი და ხილული სინათლის სახით, თან არც თუ დაბალი ინტენსიობით.

მოდით განვიხილოთ ყოველი ეს მოვლენა, სამწუხაროდ მასალა საკმაოთ დიდი მოცულობის იყო, ამიტომ ჩვენ შევეცდებით მოკლე-მოკლე სტატიების სახით მკითხველს მივაწოდოთ ის მნიშვნელოვანი ინფორმაცია, რომელიც მეცნიერების მიერ უკვე შესწავლილია და არ წარმოადგენს დავის საგანს. ასევე შევეცადეთ ყველაფერი მაქსიმალურად მკითხველისთვის საინტერესო ყოფილიყო და არ გადაგვეტვირთვა (არ აგვეჭრელებინა რღული მათემატიკური ფორმით და ფიზიკის კანონების მშრალი ციტირების).

ბუნებაში ელ-მაგნიტური ტალღის (იგივე ელექტრო-მაგნიტური გამოსხივება)  მრავალსახეობა გვხდება , როგორც ბუნებრივი ასევე ხელოვნურად წარმოქმნილი. ბუნებრივი გამისხივების ე.წ. წყაროებად მიიჩნევა კოსმოსური სხეულები, ვარსკვლავები, პლანეტები, მათზე მოქმედიპროცესები. მეცნიერები განიხილავენ ელ.მაგნიტურ ტალღებს, როგორც ინფორმაციის და ენერგიის გავრცელების საშუალებას.

მეცნიერები ელ-მაგნიტური გამოსხივების ბუნებას ასე აღწერენ, რომ ვრცელდება ტალღისებურად და არის ელექტრომაგნიტური ველის მდგომარეობის ცვლილება. იმ ელექტრომაგნიტურ ველთა შორის, რომლებიც წარმოიქმნება ელექტრონული მუხტების და მათი მოძრაობის შედეგად ჩვენ განვაცალკევებთ იმ ცვლადი ელექტრომაგნიტური ველების ნაწილს, რომლებიც ვრცელდება ელ.მაგნიტური ველის წარმოქმნის წყაროდან დიდი მიმართულებით.

ელექტრომაგნიტური გამოსხივება

მასალა ვიკიპედიიდან — თავისუფალი ენციკლოპედია

ელექტრომაგნიტური გამოსხივება — ტალღური ტიპის მოვლენა, რომელიც ვრცელდება ვაკუუმში ან გარემოში. ის შედგება ელექტრული ველისა და მაგნიტური ველისგან, რომლებიც ირხევიან ერთიდაიგივე ფაზაში ერთმანეთისა და ტალღის გავრცელების მიმართულების მართობულ სიბრტყეში. ელექტომაგნიტური გამოსხივებას ყოფენ რამდენიმე სხვადასხვა ტიპად, ტალღის სიხშირის მიხედვით. ეს ტიპები მოიცავს (სიხშირის ზრდის მიმართულებით) რადიო ტალღებს, მიკროტალღებს, ტერაჰერცულ გამოსხივებას, ინფრაწითელ გამოსხივებას, ხილულ სინათლეს, ულტრაიისფერ გამოსხივებას, რენტგენის სხივებს და გამა გამოსხივებას. სიხშირის საკმაოდ ვიწრო, ცვალებადი დიაპაზონი აღიქმება ცოცხალი ორგანიზმების თვალის მიერ. ამ დიაპაზონს ხილული სპექტრი, ან უბრალოდ სინათლე ეწოდება.

ელექტრომაგნიტურ გამოსხივებას გადააქვს ენერგია და იმპულსი, რომელიც შეიძლება გადასცეს გარემოს.

ელექტრომაგნიტური ტალღების არსებობა პირველად ჯეიმზ კლარკ მაქსველმა იწინასწარმეტყველა და შემდგომში ჰაინრიხ რუდოლფ ჰერცმა დაადასტურა. მაქსველმა მიიღო ელექტრომაგნიტური ტალღური განტოლება, დაადგინა ელექტრომაგნიტურ ტალღაში ელექტრული და მაგნიტური ველების რხევების არსებობა და ამ ველების სიმეტრია ტალღაში. ვინაიდან მის მიერ მიღებული ელექტრომაგნიტური ტალღის გარცელების სიჩქარე დაემთხვა სინათლის სიჩქარეს, მაქსველმა დაასკვნა, რომ სინათლე თავად არის ელექტრომაგნიტური ტალღა.

მაქსველის განტოლებების მიხედვით ცვლადი ელექტრული ველი აგენერირებს მაგნიტურ ველს და პირიქით. მაშასადამე ოსცილირებადი ელექტრული ველი აჩენს ოსცილირებად მაგნიტურ ველს, რომელიც თავის მხრივ აჩენს ელექტრულ ველს და ა. შ. ეს მერხევი ველები ქმნიან ელექტრომაგნიტურ ტალღას.

.

ელექტრომაგნიტური ტალღა შეიძლება წარმოვიდგინოთ, როგორც ელექტრული და მაგნიტური ველის გავრცელებადი, განივი ტალღა. სურათზე ნაჩვენებია წრფივად პოლარიზებული ბრტყელი ტალღა, რომელიც მარჯვნიდან მარცხნივ ვრცელდება. ელექტრული ველი მოქცეულია ვერტიკალურ სიბრტყეში, ხოლო მაგნიტური ველი ჰორიზონტალურ სიბრტყეში.

ტალღური მოდელი

თეთრი სინათლე დისპერსიის გამო პრიზმაში გასვლის შემდეგ კომპონენტებად იშლება.

ტალღის ერთ-ერთი ძირითადი მახასიათებელია სიხშირე, rელიც  ჰერცებში იზომება. ერთი ჰერცი არის ისეთი რხევის სიხშირე, რომელიც ერთ სრულ ციკლს ერთ წამში ასრულებს. სინათლე, როგორც წესი, სხვადასხვა სიხშირის ტალღებისგან შედგება. სხვადასხვა სიხშირის ტალღები სხვადასხვაგვარად გარდატყდება (იხილეთ სურათი).

ტალღის კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი მახასითებელი ტალღის სიგრძეა, რომელიც განისაზღვრება, როგორც მანძილი ტალღის ორ მომდევნო მაქსიმუმს შორის. ელექტრომაგნიტური ტალღების სიგრძე იცვლება ფართო დიაპაზონში – რადიო ტალღებისთვის ის ასეულობით მეტრის რიგის შეიძლება იყოს, ხოლო გამა გამოსხივებისთვის კი შეიძლება ატომის ბირთვზე მცირე ზომის. გამოსხივების სიხშირე ტალღის სიგრძის უკუპროპორციულია. კავშირს ამ სიდიდეებს შორის შემდეგი სახე აქვს:

{\displaystyle \displaystyle v=f\lambda }

სადაც v არის ტალღის გავრცელების სიჩქარე (ვაკუუმში ის c-ს ტოლია, ხოლო რაიმე გარემოში უფრო ნაკლებია), f არის სიხშირე, ხოლო λ არის ტალღის სიგრძე. როდესაც ტალღა ერთი გარემოდან მეორეში გადადის, გავრცელების სიჩქარე იცვლება, ხოლო სიხშირე უცვლელი რჩება.

ინტერფერენცია არის ორი ან მეტი ტალღის სუპერპოზიცია, რომელიც ახალ ტალღურ სტრუქტურას ქმნის.

გავრცელების სიჩქარე

ნებისმიერი აჩქარებით მოძრავი მუხტი, ან დროში მაგნიტური ველი წარმოშობს  ელექტრომაგნიტურ გამოსხივებას. ელექტრომაგნიტური ინფორმაცია მუხტის შესახებ ვრცელდება სინათლის სიჩქარით. სხვადასხვა სიტუაციაში ელექტრომაგნიტური გამოსხივება სხვადასხვაგვარად იქცევა – ან როგორც ტალღა, ან როგორც ნაწილაკების ერთობლიობა. ( ელ.მაგნიტური ტალღის დუალიზმი, კორპუსკულარული თეორია) როგორც ტალღა, ის ხასიათდება გავრცელების სიჩქარით (სინათლის სიჩქარე), სიხშირით და ტალღის სიგრძით. როდესაც გამოსხივება განიხილება როგორც ნაწილაკების ერთობლიობა (რომლებსაც ფოტონი ეწოდება), თითოეულ ნაწილაკს აქვს ენერგია, რომელიც მოიცემა ფორმულით E = hν, სადაც E არის ფოტონის ენერგია, h = 6.626 × 10⁻³⁴ ჯ·წმ არის პლანკის მუდმივა, ხოლო ν არის ტალღის სიხშირე.

ერთი მტკიცება სამართლიანია ნებისმიერ შემთხვევაში – ელექტრომაგნიტური გამოსხივება ვაკუუმში ყოველთვის სინათლის სიჩქარით ვრცელდება, მიუხედავად გამოსხივების წყაროს სიჩქარისა.

დედამიწაზე ტალღის გავრცელებას პირიქით ხელს უსშლის გარემო (უფრო სწორად, ხელს არ უწყობს, ასუსტებს მას ). წყალი, ბეტონი, ბუნებრივი რელიეფი და ბუნებრივი მოვლენები.

ელექტრომაგნიტური სპექტრი

აღწერა:
γ = გამა გამოსხივება
HX = ხისტი რენტგენი
SX = რბილი რენტგენი
EUV = ექსტრემალურად ულტრაიისფერი გამოსხივება
NUV = Near ultraviolet
ხილული სინათლე
NIR = Near infrared
MIR = Moderate infrared
FIR = Far infrared

რადიო ტალღები:
EHF = Extremely high frequency (Microwaves)
SHF = Super high frequency (Microwaves)
UHF = Ultrahigh frequency
VHF = Very high frequency
HF = High frequency
MF = Medium frequency
LF = დაბალსიხშირული
VLF = ძალიან დაბალსიხშირული
VF = Voice frequency
ULF = Ultra low frequency
SLF = Super low frequency
ELF = Extremely low frequency

ზოგადად, ელექტრომაგნიტური გამოსხივება ტალღის სიგრძის მიხედვით კლასიფიცირდება რადიო, მიკროტალღოვან, ინფრაწითელ, ხილულ (ამ უკანასკნელს სინათლეს უწოდებენ), ულტრაიისფერ, რენტგენის და გამა გამოსხივებად.

სინათლე[

ელექტრომაგნიტური გამოსხივება, რომლის ტალღის სიგრძე არის დაახლოებით 400 ნმ-დან 700  ნმ-მდე აღიქმება ადამაიანის თვალის მიერ და მას ხილული სინათლე ეწოდება.

როდესაც ხილული სინათლის შესაბამისი სიხშირის გამოსხივება ეცემა რაიმე სხეულს, მაგალითად ვაშლის ნაყოფს, ხოლო შემდეგ ხვდება ჩვენს თვალში, ამ სიგნალის ტვინში გადამუშავების შედეგად იქმნება ჩვენი ვიზუალური აღქმა.

რადიო ტალღები.

რადიო ტალღები შესაძლებელია გამოყენებული იქნას ინფორმაციის გადასაცემად. ეს მიიღწევა სიგნალის ამპლიტუდის, სიხშირისა და ფაზის ვარირებით.

ელექტრომაგნიტური უსაფრთხოება

გარკვეულ დონეზე ელექტრომაგნიტურმა გამოსხივებამ შეილება გამოიწვიოს არასასურველი, უარყოფითი გავლენა ადამიანის ორგანიზმზე,  ცხოველებზე, ფრინველებზე და მწერებზე და ასევე ნეგატიურად აისახოს სხვადასხვა ტიპის ხელსაწყოების მუშაობაზე ( სანავიგაციო, საზომი ხელს.და ა.შ.) სხვადასხვა ტიპის არაიონიზირებული გამოსხივება ახდენს სხვადასხვა ფიზიოლოგიურ გავლენას .

პრაქტიკაში გამოყოფენ მაგნიტური ველის ( მუდმივი, კვაზიმუდმივი) მაგნიტური ველის დიაპაზონებს (მაღალი სიხშირის, ძალიან მაღალი სიხშირის), ლაზერული და ელქტრული ველის საწარმო სიხშირეებს და მაღალ ვოლტაჟის მქონე საწარმო დანადგარებს.

არსებოს ელ.მაგნიტური ველის გამოსხივების სიდიდის მართვის საერთაშორისო და ნაციონალური ჯანმრთელობის უსაფრთხოების სტანდარტები, რომლითაც ხორციელდება ნებისმიერი დანადგარის შემოწმება და სტანდარტიზაცია, ისე, რომ მისმა მუშაობამ არ გამოიწვიოს მავნე ზეგავლენა გარემოზე, ადამიანზე, ცხოველებზე.

მომდევნო სტატიაში  ჩვენ განვიხილათ რადიო-ტალღებს,  მათი გამოყენების სფეროეს, სიხშირეებს და სიმძლავრეს.

გამოყენებული ლიტერატურა:

• Hecht, Eugene (2001). Optics, 4th, Pearson Education. ISBN 0-8053-8566-5.
• Serway, Raymond A.; Jewett, John W. (2004). Physics for Scientists and Engineers, 6th, Brooks/Cole. ISBN 0-534-40842-7.
• Tipler, Paul (2004). Physics for Scientists and Engineers: Electricity, Magnetism, Light, and Elementary Modern Physics, 5th, W. H. Freeman. ISBN 0-7167-0810-8.
• Reitz, John; Milford, Frederick; Christy, Robert (1992). Foundations of Electromagnetic Theory, 4th, Addison Wesley. ISBN 0-201-52624-7.
• Jackson, John David(1999). Classical Electrodynamics, 3rd, John Wiley & Sons. ISBN 0-471-30932-X.
• Allen Tafloveand Susan C. Hagness (2005). Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method, 3rd ed. Artech House Publishers. ISBN 1-58053-832-0.

რესურსები ინტერნეტში[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

• Electromagnetism– თავი სახელმძღვანელოდან (ინგლისურ ენეაზე).
• Electromagnetic Radiation– შესავალი ელექტროინჟინრებისთვის (ინგლისურ ენეაზე).
• An Introduction to The Wigner Distribution in Geometric Optics